УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНДУКЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СТЫКОВ РЕЛЬ-СОВ

Abstract

В работе проведен анализ современного состояния проблемы смятия сварных стыков рельсов на сети Российских железных дорог. Для кардинального решения задачи улучшения качества стыка, уменьшения структурной неоднородности и создания однородности по твердости по всей длине сварных рельсов в работе выполнены всесторонние исследования и разработаны принципиальные основы технологии изготовления сварных рельсовых плетей непрерывно-последовательным объемным индукционным нагревом с охлаждением сжатым воздухом. Показано, что для создания системы управляемой скорости охлаждения можно использовать сжатый воздух, регулируемой влажности. Разработка принципиальных основ изготовления сварных рельсовых плетей при термической обработке по всей длине представляет собой актуальную научную и практическую задачу. Представлено описание современного индукционного оборудования с воздушным охлаждением, применяемого как в России, так и в других странах. Подробно исследованы используемые в России установка индукционного нагрева (УИН) и спрееры, применяемые в ней для односторонней подачи сжатого воздуха. Усовершенствовано индукционное оборудование для дифференцированной термической обработки сварных стыков рельсов с введением измененного спреера охлаждения сжатым воздухом. Введение на модернизированной установке системы двустороннего охлаждения стыка обеспечивает повышение твердости в зоне термического влияния с обеих сторон и формирование благоприятной эпюры внутренних остаточных напряжений (сжимающих в головке и подошве и компенсирующих растягивающие в шейке), что положительно повлияет на усталостную прочность рельса в зоне сварного стыка. Такая эпюра напряжений наилучшим образом отвечает нагруженности стыка в эксплуатации. Для подтверждения данного предположения были проведены испытания установки и проанализированы данные, полученные после локальной термической обработки с одно- и двусторонней схемами охлаждения. Совместно с исследовательской лабораторией ПАО «ЧМК», Челябинск, на Рельсосварочном предприятии № 13 в Челябинске проведены испытания модернизированной индукционной установки УИН-001-100/РТ-С с двухсторонней схемой охлаждения.